双靶向肿瘤细胞的化合物及其制备方法和应用

本发明涉及新型的放射性核素标记配合物及其制备方法和应用，具体涉及一种双靶向肿瘤细胞(前列腺特异性膜抗原psma和生长抑素受体2(sstr2))的化合物及其制备方法和应用，属于放射性药物化学技术及核医学诊疗。

背景技术：

1、前列腺癌(prostate cancer，pca)是全球男性最常见的恶性肿瘤之一。放射治疗或前列腺切除术是前列腺癌治疗的有效手段，但是超过一半的患者仍会发生生化复发，传统的ct和mri难以准确定位和评估疾病复发的程度。核医学分子影像是一种基于分子和细胞水平的功能显像技术，具有高灵敏度和特异性，能实现前列腺癌的早期无创诊断和精准分期，对前列腺癌患者的临床管理和疾病预后具有重要意义。

2、前列腺特异性膜抗原(prostate-specific membrane antigen，psma)在前列腺癌中特异性高表达，是前列腺癌诊断与治疗的理想靶点。放射性金属核素标记的脲基类psma小分子抑制剂已在前列腺癌的分子影像学诊断与靶向治疗方面显示出较好的临床应用前景。2020年12月，[68ga]ga-psma-11被fda批准用于生化复发或转移性去势抵抗性前列腺癌的pet显像。2022年3月，[177lu]lu-psma-617被fda批准用于治疗转移性前列腺癌。针对[68ga]ga-psma-11高肾脏摄取和膀胱放射性浓聚的问题，kung,hank f.等人于2017年公开的[68ga]ga-psma-093通过在连接基团部分引入o-(羧甲基)-l-酪氨酸，使得探针分子具有良好的亲脂性，膀胱排泄显著减少，有效改善了原发灶的检出。

3、转移性前列腺癌患者常通过化学去势或前列腺切除术进行雄激素剥夺治疗，随着肿瘤耐药性的产生，将进一步发展为去势抵抗性前列腺癌(castration-resistantprostate cancers，crpc)，这些难治性肿瘤中有10-20％逐渐变得雄激素非依赖性，进而发展为神经内分泌化前列腺癌(neuroendocrine prostate cancer，nepc)，表现为雄激素受体表达丧失和神经内分泌标志物表达增加。

4、神经内分泌化前列腺癌是前列腺癌的一种侵袭性变体，最常见于前列腺癌的晚期。在大多数病例中，神经内分泌化前列腺癌缺乏psma表达，导致psma pet成像或177lu/225ac psma靶向放射性核素治疗都没有明显的作用。加之前列腺癌本身就具有高度异质性，并非所有前列腺癌细胞都表达psma，为了对psma阳性和阴性组织进行成像和治疗，psma靶向探针需要进一步特异性扩展。

5、生长抑素受体2(somatostatin receptor 2，sstr2)在前列腺癌和神经内分泌化前列腺癌中的表达上调，是前列腺癌诊疗的另一潜在靶点。[68ga]ga-dotatate特异性靶向sstr2，广泛用于神经内分泌肿瘤的诊断显像。已有临床研究证实了[68ga]ga-dotatate诊断转移性去势抵抗前列腺癌和神经内分泌化前列腺癌的可行性，还有少数病例报告神经内分泌化前列腺癌患者使用[177lu]lu-dotatate治疗成功。

6、近年来，将具有不同受体靶向性的特异性肽结合到一个异二聚体放射性配体中以改善肿瘤靶向的方法，得到广泛研究。psma和sstr2双靶向的异二价配体有望克服前列腺癌异质性和神经内分泌化前列腺癌中psma表达缺失的问题，通过标记不同的诊断与治疗核素，将有利于提高神经内分泌化前列腺癌的病灶检出率和治疗效果。

技术实现思路

1、本发明的目的之一在于提供一种双靶向肿瘤细胞的化合物(前列腺特异性膜抗原psma和生长抑素受体2(sstr2)双靶向放射性金属配合物)，其表现出对psma和sstr2的高亲和力和特异性，放射性标记的psma和sstr2双靶向配合物，将有助于解决不同前列腺癌肿瘤病灶上受体表达差异导致的肿瘤可视化灵敏度有限的问题，同时，sstr2靶向基团的引入将有助于提高神经内分泌化前列腺癌的病灶检出率，并有望用于放射性核素靶向治疗。

2、本发明的上述目的是通过以下技术方案达到的：

3、技术方案1：

4、一种双靶向肿瘤细胞的化合物，其通式如式ⅰ所示：

5、

6、其中，chelator1为螯合基团或螯合放射性核素的螯合结构，选自以下任意一种：

7、

8、其中，m包括但不限于68ga、18f-alf、177lu、90y、44sc、225ac、212pb、213bi等；

9、l1为chelator1和psma靶向基团之间的连接基团，选自以下任意一种：

10、

11、l2为chelator1和sstr2靶向基团之间的连接基团，选自以下任意一种：

12、

13、其中，n取0至12的整数；

14、peptide1为sstr2靶向基团，包括jr11、lm3、lm4、tate、toc、noc等，结构如下；

15、

16、优选地，所述双靶向肿瘤细胞的化合物具体如下：

17、

18、

19、技术方案2：

20、一种双靶向肿瘤细胞的化合物，其通式如式ⅱ所示：

21、

22、其中，chelator2为螯合基团或螯合放射性核素的螯合结构，选自以下任意一种：

23、

24、其中，m包括但不限于68ga、18f-alf、177lu、90y、44sc、225ac、212pb、213bi等；l3为chelator2和psma靶向基团之间的连接基团，结构如下：

25、

26、l4为l3和sstr2靶向基团之间的连接基团， 选自以下任意一种：

27、

28、其中，n取0至12的整数；

29、peptide2为sstr2靶向基团，包括jr11、lm3、lm4、tate、toc、noc等，结构如下：

30、

31、优选地，所述双靶向肿瘤细胞的化合物具体如下：

32、

33、本发明的另一目的是提供上述双靶向肿瘤细胞的化合物的制备方法。

34、本发明的上述目的是通过以下技术方案达到的：

35、一种双靶向肿瘤细胞的化合物(如通式ⅰ所示)的制备，其步骤如下：

36、(1)glu(t-bu)2-co-lys(t-bu)-l1的制备

37、冰浴条件下，将三光气溶于二氯甲烷中，将溶于二氯甲烷的n(ε)-苄氧羰基-l-赖氨酸叔丁酯盐酸盐(h-lys(z)-ot-bu hcl)和三乙胺缓慢滴加至上述溶液中，再将溶于二氯甲烷的l-谷氨酸二叔丁基酯盐酸盐(glu-otbu(otbu)hcl)和三乙胺缓慢滴加至上述溶液中，室温下搅拌反应，过夜。用二氯甲烷和水萃取反应液，减压蒸馏，使用硅胶柱色谱纯化，得到无色油状产物，将无色油状产物溶于四氢呋喃中，加入10％ pd/c，在氢气气氛中室温搅拌反应，所得反应液使用硅藻土抽滤，溶剂经减压旋蒸除去，得到棕色油状化合物glu(t-bu)2-co-lys(t-bu)。将glu(t-bu)2-co-lys(t-bu)与l1-cbz溶于无水n,n-二甲基甲酰胺，冰浴下，加入2-(7-偶氮苯并三氮唑)-n,n,n',n'-四甲基脲六氟磷酸酯(hatu)和n,n’-二异丙基乙胺(dipea)，室温反应，过夜。经分离纯化，得到淡黄色油状化合物，将所得的淡黄色油状化合物溶于甲醇，加入pd/c粉末，氢气气氛下还原，过夜，得到glu(t-bu)2-co-lys(t-bu)-l1；

38、(2)glu-co-lys-l1-chelator1-l2-peptide1的制备

39、将螯合剂hbed-cc、dota(ga)2溶于无水n,n-二甲基甲酰胺，冰浴条件下，加入2-(7-偶氮苯并三氮唑)-n,n,n',n'-四甲基脲六氟磷酸酯和n,n’-二异丙基乙胺，冰浴搅拌，随后加入步骤(1)制备的glu(t-bu)2-co-lys(t-bu)-l1，反应液于室温搅拌，过夜。用乙酸乙酯(30ml)和饱和氯化钠溶液(10ml×4)萃取，收集有机相并用无水硫酸钠干燥，过滤，溶剂经减压旋蒸除去，剩余物经快速纯化色谱仪纯化，得到白色固体glu(t-bu)2-co-lys(t-bu)-l1-chelator1，将glu(t-bu)2-co-lys(t-bu)-l1-chelator1和l2-peptide1溶于无水n,n-二甲基甲酰胺，冰浴下加入2-(7-偶氮苯并三氮唑)-n,n,n',n'-四甲基脲六氟磷酸酯和n,n’-二异丙基乙胺，室温过夜反应，溶剂经旋转蒸发仪除去，用semi-hplc纯化得到白色固体化合物，将上述产物溶于n,n-二甲基甲酰胺，加水合肼，室温搅拌，减压除去溶剂，将得到的黄色固体粗产物溶于三氟乙酸和三异丙基硅烷，室温搅拌，减压除去溶剂，得到的黄色固体粗产物经semi-hplc纯化，得到如结构ⅰ所示的标记配体glu-co-lys-l1-chelator1-l2-peptide1；

40、(3)放射性金属配合物的制备

41、将步骤(2)所得的标记配体glu-co-lys-l1-chelator1-l2-peptide1溶于醋酸钠缓冲溶液，向溶液中加入[68ga]gacl3或[177lu]lucl3含有放射性核素的溶液，加热条件下，反应10-20min，得到相应的如结构ⅰ所示的放射性金属配合物。

42、优选地，步骤(1)中，所述硅胶柱色谱纯化的条件：石油醚/乙酸乙酯＝1/1，v/v。

43、优选地，步骤(2)中，所述快速纯化色谱仪纯化的条件：二氯甲烷/甲醇＝97/3，v/v。

44、优选地，步骤(2)中，所述semi-hplc纯化的条件：a相：0.1％三氟乙酸水溶液，b相：0.1％三氟乙酸乙腈溶液；梯度：0-20min，0％-100％ b，流速：4ml/min，uv＝280nm。

45、技术方案2：

46、一种双靶向肿瘤细胞的化合物(如通式ⅱ所示)的制备，其步骤如下：

47、(1)glu(t-bu)2-co-lys(t-bu)-l3的制备

48、冰浴条件下，将三光气溶于二氯甲烷中，将溶于二氯甲烷的h-lys(z)-ot-bu hcl和三乙胺缓慢滴加至上述溶液中，再将溶于二氯甲烷的glu-otbu(otbu)hcl和三乙胺缓慢滴加至上述溶液中，室温下搅拌反应，过夜。用二氯甲烷和水萃取反应液，减压蒸馏，使用硅胶柱色谱纯化，得到无色油状产物，将无色油状产物溶于四氢呋喃中，加入10％ pd/c，在氢气气氛中室温搅拌反应，所得反应液使用硅藻土抽滤，溶剂经减压旋蒸除去，得到棕色油状化合物glu(t-bu)2-co-lys(t-bu)，将glu(t-bu)2-co-lys(t-bu)与l3-cbz溶于无水n,n-二甲基甲酰胺，冰浴下加入2-(7-偶氮苯并三氮唑)-n,n,n',n'-四甲基脲六氟磷酸酯和n,n’-二异丙基乙胺，室温反应，过夜。经分离纯化，得到淡黄色油状化合物，将所得的淡黄色油状化合物溶于甲醇，加入pd/c粉末，氢气气氛下还原，过夜，得到glu(t-bu)2-co-lys(t-bu)-l3；

49、(2)标记配体glu-co-lys-l3(chelator2)-l4-peptide2的制备

50、将螯合剂hbed-cc、dotaga、dota(ga)2溶于无水n,n-二甲基甲酰胺，冰浴下加入2-(7-偶氮苯并三氮唑)-n,n,n',n'-四甲基脲六氟磷酸酯和n,n’-二异丙基乙胺，冰浴搅拌，随后加入glu(t-bu)2-co-lys(t-bu)-l1，反应液于室温搅拌，过夜，用乙酸乙酯(30ml)和饱和食盐水(10ml×4)萃取，收集有机相并用无水硫酸钠干燥，过滤，溶剂经减压旋蒸除去，剩余物经快速纯化色谱仪纯化，得到白色固体glu(t-bu)2-co-lys(t-bu)-l3-chelator2；将glu(t-bu)2-co-lys(t-bu)-l3-chelator2溶于四氢呋喃，冰浴条件下滴加氢氧化钠水溶液，室温反应，冰水浴条件下逐滴加入盐酸溶液，将ph调至5-6，用乙酸乙酯萃取反应液，无水硫酸钠干燥有机相，过滤，溶剂经减压旋蒸除去，剩余物经快速纯化色谱仪纯化(二氯甲烷/甲醇/乙酸＝90/9/1，v/v/v)，得到白色固体化合物，将上述白色固体产物与l4-peptide2溶于无水n,n-二甲基甲酰胺，冰浴下加入2-(7-偶氮苯并三氮唑)-n,n,n',n'-四甲基脲六氟磷酸酯和n,n’-二异丙基乙胺，室温过夜反应，溶剂经旋转蒸发仪除去，用semi-hplc纯化得到白色固体化合物，将上述产物溶于n,n-二甲基甲酰胺，加水合肼，室温搅拌，减压除去溶剂，将得到的黄色固体粗产物溶于三氟乙酸和三异丙基硅烷，室温搅拌，减压除去溶剂，得到的黄色固体粗产物经semi-hplc纯化，得到如结构ⅱ所示的标记配体glu-co-lys-l3(chelator2)-l4-peptide2；

51、(3)放射性金属配合物的制备

52、将步骤(2)所得的标记配体glu-co-lys-l3(chelator2)-l4-peptide2溶于醋酸钠缓冲溶液，向溶液中加入[68ga]gacl3或[177lu]lucl3含有放射性核素的溶液，加热条件下，反应10-20min，得到相应的如结构ⅱ所示的放射性金属配合物。

53、优选地，步骤(1)中，所述硅胶柱色谱纯化的条件：石油醚/乙酸乙酯＝1/1，v/v。

54、优选地，步骤(2)中，所述快速纯化色谱仪纯化的条件：二氯甲烷/甲醇＝97/3，v/v。

55、优选地，步骤(2)中，所述semi-hplc纯化的条件：a相：0.1％三氟乙酸水溶液，b相：0.1％三氟乙酸乙腈溶液；梯度：0-20min，0％-100％ b，流速：4ml/min，uv＝280nm。

56、本发明的再一目的是提供上述双靶向肿瘤细胞的化合物的应用。

57、本发明的上述目的是通过以下技术方案达到的：

58、所述双靶向肿瘤细胞的化合物在制备靶向放射性诊疗药物中的应用。

59、有益效果：

60、本发明的双靶向肿瘤细胞的化合物(前列腺特异性膜抗原和生长抑素受体2双靶向放射性金属配合物)，可以标记多种放射性核素，制备得到的双靶向放射性金属配合物对psma和sstr2均具有高亲和力和特异性，这将有助于解决不同前列腺癌肿瘤病灶上受体表达差异导致的肿瘤可视化灵敏度有限的问题；同时，sstr2靶向基团的引入将有助于提高神经内分泌化前列腺癌(psma表达缺乏)的病灶检出率，实现更精准的肿瘤分期和疾病预后，并有望用于放射性核素靶向治疗。

61、下面通过附图和具体实施方式对本发明做进一步说明，但并不意味着对本发明保护范围的限制。